專利名稱：用于在身體掃描中定位異常的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是用于在從身體掃描產(chǎn)生的圖像或多個(gè)圖像中定位異常的系統(tǒng)和方法，更具體地涉及從身體超聲波掃描產(chǎn)生的圖像中定位異常。
背景技術(shù)：
醫(yī)療成像設(shè)備通常用于識(shí)別不能另外通過(guò)非外科方法檢測(cè)的人體內(nèi)的異常。這種異常應(yīng)當(dāng)包括損傷、無(wú)論是良性還是惡性的腫瘤或者在健康的身體生理過(guò)程中通常不會(huì)出現(xiàn)的任何其他類型結(jié)構(gòu)或生長(zhǎng)物。存在能夠掃描部分身體或整個(gè)身體的許多不同類型的成像設(shè)備，例如放射造影成像、磁共振成像(MRI)、斷層X(jué)線成像、超聲成像等。通常，不管用什么成像技術(shù)，一旦獲得身體圖像之后，合格的醫(yī)生觀察該圖像以識(shí)別可能出現(xiàn)在被掃描的身體組織內(nèi)的異常。然后，通過(guò)利用生理參照點(diǎn)定位在該身體內(nèi)的被識(shí)別的異常，生理參照點(diǎn)是在圖像中和在任何隨后的侵襲性的外科手術(shù)期間都容易識(shí)別的身體內(nèi)的已知結(jié)構(gòu)。由于異常和參照點(diǎn)的識(shí)別，通過(guò)異常和生理參照點(diǎn)之間的距離和相對(duì)位置，能夠用計(jì)算機(jī)更加精確地定位身體內(nèi)的異常。在進(jìn)行隨后的外科手術(shù)以治療、活性組織檢查或摘除該識(shí)別的異常時(shí)，找到異常的更加準(zhǔn)確的定位對(duì)醫(yī)生是有利的。這些系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于需要醫(yī)師觀察掃描圖像以識(shí)別生理參照點(diǎn)。識(shí)別過(guò)程的自動(dòng)化是很困難的事情，充其量，因?yàn)槿魏螁蝹€(gè)的生理參照點(diǎn)在人與人之間在外觀上可以具有如此大的變化。例如，在乳房組織的超聲掃描范圍中，當(dāng)希望所識(shí)別的異常的更加精確的定位時(shí)，病人的乳頭經(jīng)常用作生理參考點(diǎn)。但是，由于不同病人具有有不同密度的不同的組織結(jié)構(gòu)，因此在每個(gè)病人乳房組織的掃描圖像中，不同病人的乳頭很少具有相同的外觀。因此，在能夠用計(jì)算機(jī)相對(duì)于作為生理參照點(diǎn)的乳頭識(shí)別被識(shí)別的異常的位置之前，有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生必需觀察掃描的超聲圖像，以識(shí)別用于計(jì)算機(jī)的生理參照點(diǎn)。盡管有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生的時(shí)間是非常需要的并且非常寶貴，但是因?yàn)樵趻呙鑸D像中作為生理參照點(diǎn)的乳頭的自動(dòng)識(shí)別有相當(dāng)大的困難，這個(gè)步驟仍然必需做。而且，由于這種識(shí)別任務(wù)看上去非常簡(jiǎn)單，許多有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生認(rèn)為這是浪費(fèi)他們寶貴的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在身體掃描中用于定位異常/變異的系統(tǒng)和方法。對(duì)于這種系統(tǒng)，具有掃描場(chǎng)的身體掃描設(shè)備構(gòu)造成生成示出身體內(nèi)的組織特征的一個(gè)或多個(gè)掃描圖像，其中至少一部分身體被放置在掃描場(chǎng)內(nèi)。標(biāo)記器/標(biāo)記(marker)構(gòu)造成被設(shè)置在身體的表面和掃描場(chǎng)內(nèi)，并且至少在其中一個(gè)掃描圖像中作為圖像偽影出現(xiàn)。該圖像偽影具有使其區(qū)別于出現(xiàn)在所述至少一個(gè)掃描圖像中的組織特征的外形。圖像處理器構(gòu)造成識(shí)別在至少其中一個(gè)掃描圖像中的該圖像偽影。圖像處理器還可以構(gòu)造成相對(duì)于圖像偽影的位置確定掃描圖像中的被識(shí)別的異常的位置。其他的選擇可以包括在身體掃描系統(tǒng)中。作為一種選擇，圖像偽影的外形可以包括至少一個(gè)形狀外形和密度外形/密度分布(density profile).作為另一種選擇，標(biāo)記器的性質(zhì)選擇為使得圖像偽影不延伸到掃描圖像中的組織的特性(feature)中，標(biāo)記器不防礙組織的特性顯示在掃描圖像中，和/或標(biāo)記器不改變/扭曲掃描圖像中的組織的特性。 在所用的身體掃描設(shè)備是超聲掃描設(shè)備的情況下，標(biāo)記器可以是圓形的金屬小片，并且它還可以被包括在諸如構(gòu)造成擱置在身體上的襯墊或其他輔助設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)中。定位在示出身體內(nèi)的組織的特性的一個(gè)或多個(gè)掃描圖像內(nèi)的異常的方法從將標(biāo)記器放置在身體上開(kāi)始。身體的至少一部分被放置在身體掃描設(shè)備的掃描場(chǎng)內(nèi)。掃描場(chǎng)內(nèi)的組織用身體掃描設(shè)備掃描，以產(chǎn)生掃描圖像，使得標(biāo)記器作為圖像偽影出現(xiàn)在至少其中一個(gè)圖像中。圖像偽影在一個(gè)或多個(gè)掃描圖像中具有外形，該外形使它區(qū)別于出現(xiàn)在掃描圖像中的組織的特性。圖像處理器被用來(lái)識(shí)別在掃描圖像內(nèi)的圖像偽影的位置。此后，一旦在掃描圖像中組織異常的位置被識(shí)別之后，圖像處理器被用來(lái)相對(duì)于圖像偽影的位置確定組織異常的空間位置，用于系統(tǒng)的類似于上面所述選擇的選擇可以用于該方法。因此，公開(kāi)一種改進(jìn)的用于在身體掃描中定位異常的系統(tǒng)和方法。改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)將出現(xiàn)在附圖和優(yōu)選實(shí)施例的描述中。


在附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記指的是類似的部件圖1示意地示出用于在身體掃描中定位異常的系統(tǒng)；圖2A-C示出具有一體的標(biāo)記器的乳頭襯墊；以及圖3是描述掃描系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)記器的使用的流程圖。
具體實(shí)施例方式詳細(xì)參考附圖，圖1示出用于在病人11的身體掃描中定位異常的系統(tǒng)。病人11 放置在身體掃描設(shè)備13的掃描場(chǎng)13內(nèi)，身體掃描設(shè)備13可以是能夠生成病人體內(nèi)的組織的掃描圖像的任何類型的身體掃描設(shè)備，掃描圖像或者是數(shù)字圖像或者適合于數(shù)字化。正如上面所指出的，雖然有許多不同類型的這種掃描設(shè)備，但是這里公開(kāi)的系統(tǒng)和方法被描述為采用超聲掃描設(shè)備，其生成一系列示出放置在掃描場(chǎng)內(nèi)的身體組織或至少的一部分身體組織的橫切面的掃描圖像。這種設(shè)備對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的，這樣的超聲掃描設(shè)備的細(xì)節(jié)沒(méi)有詳細(xì)討論。美國(guó)專利6，524，246和6，932，768號(hào)公開(kāi)了能夠用于身體掃描設(shè)備的超聲掃描系統(tǒng)。所提到的專利的內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此，如同闡述了它們的整個(gè)內(nèi)容。這里描述的掃描系統(tǒng)包括便攜式掃描頭，該掃描頭在空間位置和方位上被連接于該便攜式掃描器的合適的跟蹤裝置跟蹤。正如在下面所描述的，位置和方位信息與隨后處理的每個(gè)生成的掃描圖像有關(guān)。可選地，掃描頭的位置和方位可以由支撐臂控制，因此位置和方位是已知的并且其后可以與每個(gè)掃描圖像有關(guān)。外部標(biāo)記器17放置在掃描場(chǎng)13內(nèi)，并且在靠近被掃描組織的病人身體上，因此外部標(biāo)記器將出現(xiàn)在圖像中。雖然標(biāo)記器17可以放置在外衣上，但是優(yōu)選放置成緊靠近病人的皮膚。這種標(biāo)記器17可以具有任何合適的材料、尺寸、幾何形狀、密度等，并且選擇成具有這樣的性質(zhì)，即，使它與掃描圖像內(nèi)的偽影具有不同的外觀。而且，標(biāo)記器選擇成具有這樣的性質(zhì)，以便對(duì)于所用的掃描技術(shù)，由標(biāo)記器留下的圖像偽影不產(chǎn)生陰影、失真、或遮掩顯露在病人身體的掃描圖像內(nèi)的重要的組織特性。標(biāo)記器的任何性質(zhì)可以根據(jù)所用掃描技術(shù)的類型而改變。例如，可以選擇的標(biāo)記器的性質(zhì)包括材料的類型、尺寸、幾何形狀、密度等。由于相同的標(biāo)記器，或至少相同結(jié)構(gòu)的標(biāo)記器可以用于所有的病人，因此在掃描圖像中標(biāo)記器將顯示為一致的圖像偽影，不管病人的生理過(guò)程如何，只要用相同的技術(shù)產(chǎn)生掃描圖像。對(duì)于超聲掃描乳房組織，標(biāo)記器可以選擇為小金屬圓片，掃描過(guò)程期間放置在病人的乳頭上。身體掃描設(shè)備13生成掃描圖像并且將掃描圖像提供給與該掃描設(shè)備通信地連接的圖像處理器19。在圖像處理器19中，掃描圖像可以被輸入到合適的計(jì)算機(jī)算法中，計(jì)算機(jī)算法能夠處理掃描圖像并且容易識(shí)別由該標(biāo)記器形成的圖像偽影。可以利用圖像處理器 19以自動(dòng)定位掃描圖像內(nèi)的圖像偽影。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員圖像處理算法是已知的，其可以用于處理圖像并識(shí)別由標(biāo)記器留下的偽影。而且，一旦醫(yī)生或者可選的圖像處理器19 已經(jīng)識(shí)別掃描圖像內(nèi)的潛在的異常之后，進(jìn)一步的自動(dòng)化處理可以由圖像處理器19進(jìn)行， 以在標(biāo)記器偽影和任何識(shí)別的異常之間確定掃描圖像內(nèi)的空間位置關(guān)系，因此確定病人身體內(nèi)的空間位置關(guān)系。具體說(shuō)，圖像處理器19可以利用掃描圖像、以及各種掃描圖像中和各種掃描圖像之間的已知的幾何關(guān)系，確定異常相對(duì)于由標(biāo)記器形成的圖像偽影的更加準(zhǔn)確的位置。一旦一個(gè)或多個(gè)異常被識(shí)別之后，圖像的這種進(jìn)一步的處理可以用與美國(guó)專利 6，932，768中所公開(kāi)的相同的方式進(jìn)行。當(dāng)上面描述的小片與用于乳房癌檢查的超聲掃描系統(tǒng)一起使用時(shí)，小片可以包含在諸如在圖2A-C所示的乳頭墊片的支撐結(jié)構(gòu)中。乳頭墊片是兩面凸形狀的圓片21并且在圓片的最厚的位置包括靠近該圓片的一個(gè)側(cè)面的孔穴23。小片直接放置在該孔穴23中，使得當(dāng)圓片21被放置在乳頭上時(shí)，其中孔穴23最靠近組織，標(biāo)記器幾乎直接擱置在組織上， 并且直接擱置在病人的乳頭上。在掃描圖像中由這個(gè)標(biāo)記器形成的圖像偽影是非?？勺R(shí)別的偽影，并且它可以由諸如由圖像處理器采用的已知的圖像處理算法簡(jiǎn)便地并且容易地識(shí)別。而且，由于相同類型的標(biāo)記器可以用在每一個(gè)超聲掃描中，因此容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的圖像處理算法，以識(shí)別不同病人的掃描圖像內(nèi)的偽影，因而能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化該算法。因此，當(dāng)在掃描圖像內(nèi)識(shí)別異常時(shí)，無(wú)論通過(guò)合格的醫(yī)生識(shí)別潛在的異常，或通過(guò)自動(dòng)化的系統(tǒng)識(shí)別異常，圖像處理算法都能夠相對(duì)于該偽影容易空間定位該異常，相對(duì)于該圖像偽影的位置提供該異常的相對(duì)距離和方向。而且，在乳房組織的超聲掃描中，在標(biāo)記器直接放置在乳頭頂部的情況下，當(dāng)進(jìn)行隨后的外科手術(shù)，以治療、活性組織檢測(cè)或切除該異常時(shí)，在外科手術(shù)期間外科醫(yī)生可以用乳頭作為有效的參考點(diǎn)。定位一組掃描圖像中的異常的方法描述在圖3中。該過(guò)程從將標(biāo)記器放置在進(jìn)行掃描手術(shù)的病人的身體上開(kāi)始，步驟31。一旦標(biāo)記器被放置之后，該標(biāo)記器和身體被放置在身體掃描設(shè)備的掃描場(chǎng)中，步驟33，并且組織被掃描，步驟35，以獲得掃描圖像，確定在所獲得的掃描圖像的視場(chǎng)內(nèi)包括標(biāo)記器，用圖像處理軟件處理掃描圖像，以在圖像中識(shí)別表示該圖像中的標(biāo)記器偽影，步驟37，在圖像內(nèi)識(shí)別潛在的異常，步驟39，并且用圖像處理器確定在圖像中的異常相對(duì)于該標(biāo)記器偽影的空間位置，步驟41。在乳房組織掃描的情況下，標(biāo)記器優(yōu)選放置在病人的乳頭上。此外，如上所述標(biāo)記器可以包含在乳頭墊中。這樣，描述了用于在身體掃描中定位異常的系統(tǒng)和方法。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離這里的發(fā)明構(gòu)思的情況下，許多修改是可能的。因此除了在權(quán)利要求的精神實(shí)質(zhì)內(nèi)之外本發(fā)明不受限制。
權(quán)利要求
1.一種身體掃描系統(tǒng)，包括身體掃描設(shè)備，該身體掃描設(shè)備具有掃描場(chǎng)并且構(gòu)造成生成一個(gè)或多個(gè)示出身體內(nèi)的組織特征的掃描圖像，其中至少一部分身體放置在所述掃描場(chǎng)內(nèi)；標(biāo)記器，該標(biāo)記器構(gòu)造成設(shè)置在身體的表面并且在掃描場(chǎng)內(nèi)，并且作為圖像偽影出現(xiàn)在至少一個(gè)掃描圖像中，其中該圖像偽影具有使該圖像偽影區(qū)別于出現(xiàn)在掃描圖像中的組織的特性的外形；和圖像處理器，該圖像處理器構(gòu)造成識(shí)別在至少一個(gè)掃描圖像中的圖像偽影。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述外形是形狀外形和密度外形中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述圖像偽影不延伸到所述掃描圖像中組織特性中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述標(biāo)記器不妨礙所述組織的特性示出在所述掃描圖像中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述標(biāo)記器不改變所述掃描圖像中的組織特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述身體掃描設(shè)備包括超聲掃描設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中所述標(biāo)記器包括圓形金屬小片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述小片包含在構(gòu)造成擱置在身體上的支撐結(jié)構(gòu)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器還構(gòu)造成確定在掃描圖像中所識(shí)別的異常相對(duì)于圖像偽影的位置。
10.一種定位在示出身體內(nèi)的組織特性的一個(gè)或多個(gè)掃描圖像內(nèi)的異常的方法，該方法包括將標(biāo)記器放置在身體表面；將至少一部分身體放置在身體掃描設(shè)備的掃描場(chǎng)中；用身體掃描設(shè)備掃描該掃描場(chǎng)內(nèi)的至少一部分組織，以生成掃描圖像，其中所述標(biāo)記器作為圖像偽影出現(xiàn)在至少一個(gè)掃描圖像中，所述圖像偽影具有使該圖像偽影區(qū)別于出現(xiàn)在所述至少一個(gè)掃描圖像中的組織特性的外形；用圖像處理器識(shí)別在所述掃描圖像中的所述圖像偽影的位置； 識(shí)別在該掃描圖像內(nèi)的組織異常的位置，以及根據(jù)識(shí)別的所述圖像偽影的位置和識(shí)別的所述組織異常的位置，用圖像處理器確定所述組織異常相對(duì)于該圖像偽影的空間位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述外形是形狀外形和密度外形中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述圖像偽影不延伸到所述掃描圖像中的組織特性中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述標(biāo)記器不妨礙所述組織的特性示出在所述掃描圖像中。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述標(biāo)記器不改變所述掃描圖像中的組織特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述身體掃描設(shè)備包括超聲掃描設(shè)備。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述標(biāo)記器包括圓形金屬小片。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述小片包含在構(gòu)造成擱置在身體上的支撐結(jié)構(gòu)中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種身體掃描系統(tǒng)，其包括身體掃描設(shè)備、標(biāo)記器和圖像處理器。該身體掃描設(shè)備具有掃描場(chǎng)并且構(gòu)造成產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)示出身體內(nèi)的組織特性的掃描圖像，其中至少一部分身體放置在所述掃描場(chǎng)內(nèi)。該標(biāo)記器構(gòu)造成設(shè)置在身體的表面并且在掃描場(chǎng)內(nèi)，并且作為圖像偽影出現(xiàn)在至少一個(gè)掃描圖像中。該圖像偽影具有使其區(qū)別于出現(xiàn)在掃描圖像中的組織的特性的外形。該圖像處理器構(gòu)造成識(shí)別在掃描圖像中的圖像偽影。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102316808SQ200980155571
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者K·M·凱利 申請(qǐng)人:索羅新公司